Izračunajte Elastično Deformacijo Teles Koles

Zobniške sile vodijo do deformacije teles koles. To posledično vpliva na porazdelitev obremenitve na bočni progi, če telo kolesa ni deformirano enakomerno. Primer preproste gredi prikazuje v nadaljevanju vpliv deformacij karoserije kolesa na linijsko porazdelitev obremenitve zobnikov.

Primer izračuna je gred z dvema tožnima nosilcema, ena z osrednjim zobnikom in ena z zamikom za prestavo.

V oddelku 7.4.3.2 ISO 6336-1 je za izračun upogibnih deformacij in premera korena plus 0,4 * modul za torzijske deformacije predlagano uporabo povprečnega premera vrha in koreninskega kroga. Tu je uporabljena zaokrožena vrednost 48 mm vmes (z = 25, mn = 2). V oddelku 7.4.3.3 je standard tudi naveden, da se lahko za strditev gredi s pomočjo zobnikov ali povezav s stiskalnim nastavkom uporabijo povprečni premer premera izvrtine in premer pesta. Ta povprečni premer je treba uporabiti samo za ojačitev gredi in ne za elastično deformacijo karoserijskih koles.

Upoštevajo se naslednji primeri:

• Izračun z modelom palice: Premer gredi v območju vrvice se poveča na premer med korenino in vrhom.
• Izračun z modelom palice: Premer gredi se poveča na srednjo vrednost (20 + 48) / 2 = 34 mm.
• Nesimetrično 3D-elastično telo kolesa s spletom na levi strani
• 3D elastičen polni valj kot ohišje kolesa
• 3D-elastično ohišje kolesa s spletom na sredini

Za izračun deformacij zobnikov se zobniki povežejo z drugim togim sredinskim kolesom. Vse vzorčne gredi so povezane z osrednjim kolesom in naložene z enakim navorom z leve strani.

V naslednjih pregledih so rezultati za centrično prestavo in za primer zamaknjeni:

Največji odmik gredi je dan za notranjo gred. Razmerje wmax / wavg je podobno faktorju širine obremenitve kolesnega para, vendar se upoštevajo samo učinki, ki so odvisni od obremenitve, in brez vpliva toleranc. Dodatna dovoljena odstopanja ali odpornost ležajev bi povzročila večje faktorje obremenitve obraza.

Primeri 1 in 4 uporabljata trden valj kot karoserijo koles. Odklon gredi v primeru 4 je večji kot v primeru 1, vendar so deformacije bočne črte v primeru 4 manjše kot v primeru 1. Razlog je v tem, da se gred lahko deformira v telesu kolesa. Na splošno je model palice v primeru sprememb v prerezu preveč tog. 3D volumenski model samodejno upošteva porazdelitev napetosti na točki sprememb v preseku, ne da bi bilo treba ocenjevati premere zatezanja ali kot stožcev.

Primer 2 s povprečnim premerom za telo kolesa ni uporaben za izračun deformacij bočne črte, kot kaže primerjava s primeroma 4 in 5. S stiskanjem med gredjo in ohišjem kolesa se gred stisne manj, kot v primeru 5, kjer ni ojačitve. Kljub temu je v primeru 5 zelo majhna deformacija bočne črte. Model izračuna s srednjim premerom je smiseln le, če je cilj izračuna izračun gred gredi. Odklon v primeru 2 se prav tako približa primeru 4, medtem ko to ne velja za deformacije bočne črte.

V primerjavi s primeroma 4 in 5 je majhen vpliv torzijskega trenutka viden v porazdelitvi obremenitve. Medtem ko v primeru 4 navor deluje s leve strani s polnim cilindrom, se zunanje strani nekoliko umaknejo zaradi torzije in upogiba. Izgleda kot majhna krona.

izračun

Kako deformacija elastičnega ohišja vpliva na porazdelitev obremenitve valjanega ležaja

Primer 3 prikazuje veliko odstopanje bočne črte zaradi nagiba. Glavni razlog tukaj ni deformacija samega telesa kolesa, temveč sklopka na gredi v točki z velikim kotom naklona. Kot naklona gredi in deformacija telesa kolesa prispevata k skupnim odstopanjem bočne črte, v drugih primerih pa je učinkovit majhen kot nagiba gredi.

S podrobnejšim modelom za izračun karoserije kolesa lahko dosežemo boljše rezultate tako za izračun upogibne črte gredi kot za odstopanja zobnega boka. Pri izračunu s preprostimi elementi droga je treba za izračun deformacij bočne črte uporabiti zunanji premer telesa kolesa. Za izračun upogibne črte gredi pa lahko uporabimo manjši premer za telo kolesa, ki se bolje prilega togosti gredi.

Po enkratnem statičnem zmanjšanju karoserije kolesa, ki traja približno 1 minuto, izračun traja le nekaj sekund, kot za izračun z elementi palice. Edina pomanjkljivost 3D elastičnih komponent je povečanje shranjenih računskih datotek.

V teh primerih niso bili uporabljeni popravki zobnikov, ki bi pokazali učinek deformacij na porazdelitev obremenitve na liniji. Seveda se izračun lahko izvede tudi s popravki zobnikov. (ud)

Video navodila za uporabo DXF uvoza v avtorjevem izračunu Mesysovega vala najdete tukaj.

* Markus Raabe, Mesys AG, Zürich.